Изображение отметок высот на карте

Рельеф изображается на топографических картах посредством горизонталей – замкнутых кривых линий равной высоты над уровнем моря.

Определение 1

Горизонталь – линия равных абсолютных высот земной поверхности.

Рисунок и взаимное расположение горизонталей показывает отноистельной положение, связь и форму неровностей изображаемой поверхности. Горизонтали обладают следующими характеристиками: высота сечения и заложение.

Определение 2

Высота сечения горизонталей – расстояние (по высоте) между смежными секущими поверхностями.

Высота сечения определяется характером местности и масштабом карты . Эта характеристика указывается на каждом листе карты в текстовой форме под рамкой с южной стороны.

Определение 3

Заложение горизонталей – расстояние на карте между двумя смежными горизонталями, зависящее от высоты сечения рельефа на данной карте и крутизны склона.расстояние между смежными горизонталями на карте.

Эта характеристика хорошо показывает крутизну склона: чем меньше заложение, тем больше угол наклона.

Виды горизонталей

Различают следующие виды горизонталей на карте:

• основные или сплошные. Они наносятся сплошными линиями в соответствии с установленной высотой сечения;
• половинные горизонтали , или полугоризонтали, которые проводятся прерывистыми линиями через $½$ выбранной высоты сечения и служат для отображения важных подробностей.
• вспомагаетльные горизонтали , которые показывают еще более тонкие особенности рельефа и наносятся приблизительно через ¼ высоты сечения с прерывистыми линиями с короткими звеньями
• утолщенные горизонтали – это основные горизонтали, которые соответствуют пятикратной высоте сечения. Их в соответствти с названием вычерчивают утолщено и используют для более легкого чтения карт.

Пример 1

Если внизу карты есть надпись «Сплошные горизонтали проведены через $100$ м», то это значит, что тонкие сплошные линии – сплошные горизонтали – проведены через каждые $100$ м, а утолщенные горизонтали – через каждые $500$ м.

Выбор высоты сечения

Как правило, высота сечения выбирается в соответствии с масштабом карты и типом местности. Для равнинной и холмистой местности высота сечения рассчитывается как $0,02$ величины масштаба карты. Для высокогорных районов принимают в два раз большую высоту сечения, т.е. $0,04$ величины масштаба. Для плоскоравнинных районов, наоборот, высота сечения составляет половину от нормальной, т.е. $0,01$ величины масштаба.

Пример 2

На карте Московской области (равнинная местность) масштаба $1:100 \ 000$ сплошные горизонтали проведены через $20$ метров, а на карте Непала (высокогорный район) масштаба $1:100 \ 000$ – через $40$ метров. На карте аналогичного масштаба с изображением плоскоравнинного Тавдинского района Свердловской области основные горизонтали будут проходит через $10$ метров.

При масштабе карты $1:10 \ 000$ для равнинной местности горизонтали будут проведены через $2$ метра, для высокогорной – через $4$ метра, а плоскоравнинной – через $1$ метр.

Определение направления склонов

Горизонтали показывают на карте лишь высоты объектов и их взаимное расположение. По замкнутым линиям зачастую сложно различить вид формы рельефа. Так, на карте хребет и лощина, изображенные только с помощью горизонталей могут выглядеть одинаково. Ведь эти формы различают лишь направления скатов. Поэтому в дополнение к горизонталям на карту наносят бегрштрихи.

Определение 4

Бергштрих – короткая черточка, которая ставится на горизонталях перпендикулярно к ней обычно на месте изгиба, и указывающая на карте падение склона.

Помимо бергштрихов, направление склонов на карте позволяют определит нанесенные высотные отметки:

• отметки горизонталей – цифровые подписи вдоль горизонталей, показывающие высоту над уровнем моря в метрах. Причем, верх цифр наносится всегда в сторону более высокой части склона.
• отметки высот – цифровые подписи характерных точек местности (вершин холмов и водоразделов, уреза воды, самых низких точек долин).

Точность в подписи высотных отметок определяется масштабом:

• $1:100 \ 000$ и крупнее – до $0,1$ м
• $1:200 \ 000$ и мельче – до $1$ м.

Условные знаки элементов рельефа

Существует система специальных условных обозначений для объектов и деталей рельефа, которые не могут быть изображены горизонталями. К ним относятся обрывы, скалы, осыпи, овраги, промоины, валы, дорожные насыпи и выемки, курганы, ямы, карстовые воронки. Знаки естественных образований рельефа и сопутствующие им подписи (относительные высоты или глубины в метрах) имеют коричневый цвет, искусственных – черный.

Черным цветом показываются также некоторые природные объекты: скопления камней или отдельные крупные камни, скалы-останцы, гроты, туннели.

На картах горной местности показываются также перевалы с указанием высоты и времени местности. Рельеф фирновых полей и ледников и сопутствующие подписи и знаки показываются на картах горизонталями синего цвета.

Особенности изображения рельефа на мелкомасштабных картах

На картах масштаба $1:500 \ 000$ и $1:1 \ 000 \ 000$ рельеф также изображается с помощью горизонталей и условных знаков. Однако в отличие от более крупных масштабов изображение носит более обобщенный характер. Показывают его общие черты – структуру, степень расчлененности и основные формы. Основной сечение горизонталей для равнинных районов составляет $50$ м, горных – $100$ м. Кроме того, на картах масштаба $1:1 \ 000 \ 000$ для районов на высоте более $1000$ м над уровнем моря используется высота сечения $200$ м.

Условные знаки объектов рельефа показываются в том объеме, насколько они необходимы для характеристики или ориентирования на местности. При этом используются уменьшенные варианты стандартных знаков.

Кроме того, горный рельеф на мелкомасштабных картах показывается дополнительно послойной окраской по ступеням высот и отмывкой. Послойная окраска выполняется оранжевой краской различных тонов с набором интенсивности по мере увеличения высоты. Тон краски может изменяться через $400$, $600$ или $1000$ м исходя из абсолютной отметки высот изображаемой местности. используемая шкала наносится также как и сечение горизонталей под рамкой карты с южной стороны.

Отмывка представляет собой добавление теней на изображения склонов основных форм горного рельефа, что способствует более объемному восприятию рельефа. Причем тон отмывки также указывает на крутизну и высоту склоны. С помощью отмывки наглядно изображаются горные хребты, каньоны, долины.

Рельеф есть совокупность неровностей реальной физической поверхности Земли. По своему происхождению элементы рельефа подразделяются на естественные и искусственные. На топографи-

ческих картах элементы рельефа естественного происхождения принято обозначать коричневым цветом, а элементы искусственного происхождения - черным. Изображение рельефа осуществляется с помощью условных знаков, подписей высот и горизонталей (основной способ). Условные знаки применяются для изображения элементов рельефа, которые не могут быть отображены с помощью горизонталей (обрывы, овраги, промоины, откосы, подпорные стенки и т.д.). На географических картах рельеф дневной поверхности и дна морей и океанов изображается с помощью отмывки , при создании топографических карт такой способ не применяется. Однако при использовании компьютерных технологий создания топографических карт изображение на них рельефа с помощью отмывки не представляет какой-либо проблемы.

Котловина

Рис. 3.14.

Если какую-либо форму земной поверхности рассечь горизонтальной плоскостью (рис. 3.14), то получим некоторую кривую, все точки которой будут иметь одно и то же значение высоты, поэтому можно дать два эквивалентных определения горизонтали:

• 1) горизонталь - кривая, получаемая сечением земной поверхности горизонтальной плоскостью;
• 2) горизонталь - воображаемая кривая, все точки которой имеют одно и то же значение высоты.

ГОСТ дает следующее определение: «Горизонталь - линия равных высот на карте».

Высотой сечения рельефа горизонталями называют расстояние между соседними секущими плоскостями (или уровенными поверхностями) при изображении рельефа горизонталями. Заложение - расстояние на плане или карте между двумя соседними горизонталями по заданному направлению. Заложение ската - заложение по направлению, нормальному к горизонталям .

При одной и той же высоте сечения рельефа горизонталями заложение ската тем меньше, чем больше крутизна ската - угол между направлением ската и горизонтальной плоскостью в данной точке

(рис. 3.15). Следовательно, по величине заложения ската можно судить о крутизне склонов. На рис. 3.15 заложение ската (1 Х больше, чем заложение ската д 2 , поэтому соответствующая ему крутизна склона меньше, чем крутизна ската для б 2 .

Рис. 3.15. Крутизна и заложение

Для облегчения определения величины углов наклона или уклонов (уклоном называют тангенс угла наклона) используют графики заложений, на которых по горизонтальной оси указывают угол наклона V или величину уклона и , а по вертикальной - соответствующее им заложение в заданном масштабе (рис. 3.16).

Если сравнить изображения горы и котловины, на которых они показаны с помощью горизонталей, то изображения не будут различаться. Для их различения и для указания на планах и картах направления склонов используются бергштрихи - короткие штрихи, вычерчиваемые от изображения горизонтали вниз по направлению ската (см. рис. 3.14).

Высота сечения рельефа зависит от сложности рельефа (рельеф считается тем сложнее, чем больше крутизна склонов) и, например, для планов масштаба 1:500 принимается равной 0,25, 0,5, 1,0 м, а для масштаба 1:5000 - 1,0, 2,0, 5,0 м.

Основными формами естественного рельефа являются: гора (холм, сопка), котловина, хребет, долина (лог, распадок, падь), склон, седловина (рис. 3.17). Кривая, последовательно соединяющая точки хребта с наибольшими значениями высот, называется водоразделом. Кривую, последовательно соединяющую точки долины с наименьшими значениями высот, называют тальвегом.

Для наглядности при изображении рельефа на планах и картах используют различные виды горизонталей, а именно:

• основные, соответствующие принятой высоте сечения рельефа и вычерчиваемые в виде сплошной линии толщиной 0,12 мм коричневого цвета;
• основные утолщенные, в качестве которых служат основные горизонтали, высоты которых кратны четырем или пяти сечениям

рельефа; их толщина принимается равной 0,3 мм. Например, при сечении рельефа И = 2 м основными утолщенными горизонталями будут горизонтали с высотами 10, 20, 30 м и т.д.;

Рис. 3.17.

а - гора; 6 - котловина; в - склон; г - водораздел, хребет; д - долина, лог;

е - седловина

• дополнительные , называемые также полу горизонталями и проводимые через 0,5 сечения рельефа в целях изображения особенностей рельефа, не выражающихся с помощью основных горизонталей; они представляют собой штриховые линии толщиной 0,12 мм;
• вспомогательные, проводимые через 0,25 сечения рельефа, в связи с чем их называют также четвертьгоризонталями.

Если говорить более точно, то кратность утолщенных горизонталей при сечениях рельефа 1, 2 или 5 м составляет пять сечений, а при сечениях 0,25, 0,5 или 2,5 м - четыре сечения.

Чтобы по картам и планам можно было определять высоты точек земной поверхности, высоты горизонталей равномерно подписываются по всей площади каждого листа плана или карты. При этом цифры, обозначающие высоту горизонтали, располагаются головой вверх по склону.

Для удобства определения высот горизонталей по всей площади листа плана или карты подписывают отметки некоторых точек, в первую очередь наиболее характерных: точек локальных минимумов или максимумов, седловых точек и т.д.

Из всех элементов местности рельеф играет самую важную роль, потому что он влияет на состояние и положение всех остальных элементов: гидрографию, распределение населенных пунктов, дорог, растительности и т. д. Между всеми этими элементами существует определенная взаимосвязь, на которую оказывает влияние рельеф. Рельеф труднее всего изобразить на карте, потому что необходимо отобразить объемность рельефа, а карта представляет собой плоское изображение местности. Рельеф трехмерен в пространстве и имеет огромное разнообразие объемных форм, которые необходимо передать на плоскости. Поэтому существует несколько способов изображения рельефа, которые в настоящее время так или иначе используются на картах разного назначения.

1 Картинный (перспективный) способ . Этим способом рельеф изображался на старых картах в виде примитивных рисунков возвышенностей, гор, хребтов. Рельеф изображался так, как его видели. Для большей наглядности горы покрывались тенями.

Для него не обязательно знать абсолютные или относительные высоты, крутизну склонов, а достаточно передать перспективное изображение рельефа. Наглядность и простота – главные достоинства картинного способа отображения рельефа на картах, но, конечно, геометрическая точность таким образом не может быть передана.

Этот способ изображения рельефа был широко распространен в XV–XVIII вв. В настоящее время данный способ применяется на тех картах, где требуется наглядность, а не точность, и поэтому его в первую очередь используют на детских картах.

2 Штриховой способ . Картинное изображение рельефа в XVIII в. в первую очередь перестало удовлетворять военных, основных потребителей карт. Они должны были быстро получать по картам точное представление о крутизне склонов, пересеченности местности, характере рельефа в целом. Поэтому был предложен новый способ изображения рельефа – штриховой. В России использовались шкала А.П. Болотова и шкала Главного штаба. Принцип построения таких шкал следующий: чем круче склон, тем толще и плотнее штриховка,

при этом крутые склоны покрывают тенью, а пологие высвечивают.

Недостатком способа являлось то, что посредством штрихов нельзя определить абсолютные и относительные высоты. Кроме того, рисовка штрихов очень трудоемка, а печатание карт требует высокой техники воспроизведения. Поэтому стали искать новые способы изображения рельефа. В настоящее время этот способ используется при изображении скалистого рельефа на топографических картах.

3 Способ отмывки рельефа (светотеневая пластика), т. е. создание полутонового изображения при заданном освещении местности. Отмывка применяется для придания объемности формам рельефа.

На рукописных картах отмывка широко использовалась уже во второй половине XVIII в., но ее печать была освоена только в середине XIX в. в результате введения литографии. Оригинал отмывки рельефа представляет собой как бы фотографию рельефной модели местности при боковом северо-западном освещении.

При этом все склоны, расположенные напротив источника света, остаются белыми, противоположные склоны – темные, а расположенные под различными углами к свету – окрашиваются тенями различной яркости и светлоты, в зависимости от их освещенности. Метод отмывки дает наглядное пластическое изображение рельефа. Недостатком способа является то, что невозможно определять по карте крутизну склонов и высот точек.

В настоящее время отмывка используется на некоторых мелкомасштабных общегеографических картах, но чаще легкую серую отмывку наносят в дополнение к горизонталям и гипсометрической окраске. Сегодня можно встретить легкую отмывку рельефа и на политических, политико-административных и административных картах. Отмывка рельефа выполняется с помощью программы Adobe PhotoShop.

4 Способ высотных отметок. Высотные отметки – это подписанные на карте абсолютные отметки высот точек. С помощью высотных отметок показывают характерные высоты, в том числе командные, имеющие наибольшую высоту, с которых реализуется возможность хорошего обзора местности. Выделяют высотные отметки гор, холмов, курганов, перевалов, обрывов и уступов, насыпей и выемок. Они облегчают чтение карты и дают возможность определения превышений одних точек над другими.

В качестве самостоятельного способа отметки высот не используются, так как не дают ясного и наглядного представления о рельефе, поэтому применяются в сочетании с другими способами изображения рельефа.

5 Способ горизонталей . Горизонталь – это линия, соединяющая одинаковые отметки высот. Горизонтали – основной способ изображения рельефа на топографических картах. Существуют следующие виды горизонталей: сплошные (проводятся соответственно высоте сечения); утолщенные (при сечении 5,0 м и 20 м утолщается каждая пятая горизонталь, при сечении 2,5 м – каждая десятая); дополнительные горизонтали или полугоризонтали (проводятся на половине высоты сечения рельефа); вспомогательные горизонтали (проводятся на четверти высоты сечения рельефа).

Дополняются горизонтали бергштрихами (короткими черточками, перпендикулярными к горизонталям, указывающими направление склона), подписями отметок абсолютных высот характерных точек местности и некоторых горизонталей (отметки подписываются в их разрывах и основанием цифр всегда располагаются вниз по склону). Главным достоинством этого способа является то, что по горизонталям можно осуществлять различные картометрческие работы: определять абсолютные высоты точек и превышений одних точек над другими, крутизну и направление склонов и др. По рисунку горизонталей, их форме, густоте проведения можно получить представление о рельефе местности. Правильно подобранная высота сечения рельефа на карте позволяет очень наглядно передать характер рельефа и степень его расчлененности. Поэтому этот способ сегодня используют на государственных топографических картах.

6 Гипсометрический способ , или послойная окраска ступеней высот, основной и наиболее применяемый способ изображения рельефа на физических и гипсометрических картах. Горизонтали на обзорных картах называют изогипсами. Изогипсы служат разделительными линиями между ступенями высот, проходящими через определенное количество метров по высоте. На гипсометрических картах России применяется шкала, которая строится по принципу: чем выше, тем темнее.

Способ очень наглядный, позволяет достаточно точно измерять рельеф и выполнять работы по карте. Кроме того, на карте хорошо изображается и читается тип рельефа – горный или равнинный.

Рельеф морского дна изображается аналогичным способом, только здесь производится послойная окраска ступеней глубин. Разделительными линиями между различными ступенями глубин служат изобаты – линии равных глубин. В легенду общегеографических карт в шкалу высот всегда включают не только рельеф суши, но и рельеф морского дна. Самые низкие ступени шкалы, соответствующие участкам дна морей и океанов, окрашивают голубым цветом. Низменности – участки суши до 200 м – окрашивают в зеленый цвет. Участки суши выше 200 м окрашиваются от светло-желтого (светло-коричневого) до оранжевого (темно-коричневого). Самые высокие ступени окрашивают, как правило, насыщенным коричневым цветом. Существуют и другие цветовые гаммы в окраске гипсометрической шкалы. Удачно подобранные цвета шкалы могут создать впечатление объемности изображения.

7 Условные обозначения рельефа . Применяются для отображения форм рельефа, не выражающихся горизонталями: резких нарушений рельефа, например скал, промоин, обрывов, оврагов и т. д. В этих случаях используют знаки коричневого цвета, которые хорошо сочетаются с горизонталями. Искусственные формы рельефа, например уступы карьеров, канавы, насыпи, терриконы и т. п., показывают знаками черного цвета.

Блок-диаграммы рельефа – это трехмерные плоские рисунки, передающие пластику земной поверхности. Обычно они совмещаются с продольными и поперечными разрезами, которые показывают внутреннее геологическое строение территории. Современные компьютерные технологии позволяют получать трехмерные блок-диаграммы на дисплее и проводить с ними различные преобразования.

8 Цифровые модели рельефа (ЦМР). ЦМР – совокупность (массив, файл) высотных отметок Z, взятых в узлах некоторой сети точек с координатами х, y и закодированных в числовой форме (А. М. Берлянт).

В настоящее время ЦМР являются основой компьютерного картографирования. С помощью ЦМР выполняют разнообразные расчеты, построение карт густоты и глубины расчленения рельефа, углов наклона, построение разрезов, линий видимости и др. Кроме того, ЦМР служат для моделирования трасс, профилей, для создания участков землепользования, например, строительных площадок и других проектных работ. ЦМР в настоящее время можно строить в различных программах, в том числе в IndorGIS, Autodesk Civil 3D и др.

Рельеф является важнейшим элементом местности. Изображение рельефа на топографических картах дает полное и достаточно подробное представление о неровностях земной поверхности, их форме и взаимном расположении, превышениях и абсолютных высотах точек местности, преобладающей крутизне и протяженности скатов.

Рельеф на топографических картах изображается горизонталями в сочетании с условными знаками обрывов, скал, оврагов, промоин, каменных рек, фирновых полей и т.п. Изображение рельефа пополняется отметками высот характерных точек местности, подписями горизонталей, относительных высот (глубин) и указателями аправления скатов (бергштрихами). На всех топографических картах рельеф изображается в Балтийской системе высот, то есть в системе исчисления абсолютных высот от среднего уровня Балтийского моря. Горизонталь — это линия на карте, соединяющая точки рельефа с таковой высотой над уровнем моря. Различают следующие горизонтали:

• основные (сплошные) — соответствующие высоте сечение рельефа;
• утолщенные — каждая пятая основная горизонталь; выделяется для удобства чтения рельефа;
• дополнительные горизонтали (полугоризонтали) — проводятся прерывистой линией при высоте сечения рельефа, равной половине) основной;
• вспомогательные — изображаются короткими прерывистыми тонкими линиями, на произвольной высоте.

Расстояние между двумя смежными основными горизонталями по высоте называют высотой сечения рельефа . Высоту сечения рельефа подписывают на каждом листе карты под ее масштабом. Например, «Сплошные горизонтали проведены через 10 метров».

На топографических картах приняты основные высоты сечения (в метрах) согласно таблицы 1.

Таблица 1. — Основные высоты сечения в метрах.

Характеристика района	Основная высота сечения рельефа на картах масштабов, в м
	1:25 000	1:50 000	1:100 000	1:200 000
Плоскоравнинные с уклоном местности до 2°	2,5	10	20	20
То же в залесенных районах	5,0	10	20	20
Равнинные пересеченные и холмистые с уклонами местности до 6°.	5,0	10	20	20
То же в открытых районах при уклонах местности до 4°.	2,5	10	20	20
Низкогорные и среднегорные.	5	10	20	40
Высокогорные	10	20	40	80

Основные высоты сечения рельефа для карт масштабов 1:500 000 и 1:1 000 000 устанавливаются в соответствии с высотными поясами по следующей переменной шкале (таблица 2).

Таблица 2. — Переменная шкала высотных поясов.

Дополнительные горизонтали (полугоризонтали) применяются для отображения характерных форм и деталей рельефа (перегибов склонов, вершин, седловин и т.п.), если они не выражаются основными горизонталями. Кроме того применяют для изображения равнинных участков, когда заложения между основными горизонталями очень велики (более 3-4 см на карте).

Вспомогательные горизонтали применяют для изображения отдельных деталей рельефа (блюдец в степных районах, западин, отдельных бугров на плоскоравнинной местности), которые не передаются основными или дополнительными горизонталями.

Для дополнительной характеристики рельефа на картах подписываются отметки высот характерных точек местности: вершин гор и холмов, высших точек водоразделов, перевалов, седловин, наиболее низких точек дна долин, а также точек, являющихся ориентирами (на перекрестках дорог и просек, на резких изгибах контуров растительного покрова и т.п.). Отметки высот наиболее выдающихся точек местности (командных — имеющих наибольшую высоту и допускающих хороший обзор с них окружающей местности) выделяются более крупным шрифтом. Такие отметки отбираются в количестве 3-4 на лист карты.

Подписи горизонталей даются в таком количестве и размещаются в сочетании с отметками высот точек так, чтобы можно было легко и быстро определить высоту той или иной точки на любом участке листа карты.

Для того, чтобы можно было читать формы рельефа и четко видеть, в какую сторону понижается скат, на горизонталях ставят короткие черточки — указатели направления скатов или бергштрихи . Они всегда направлены в сторону понижения ската.

Для практического определения крутизны скатов на карте (справа от масштаба) помещен график заложений. Он дается для двух высот чений: один — для заложений между основными, другой — для заложений между утолщенными горизонталями. При определении крутизны ската по графику заложений (рисунок 1) необходимо измерить циркулем, линейкой или полоской бумаги отрезок между двумя смежными основными или утолщенными горизонталями, приложить его к графику и прочесть число градусов у основания (рисунок 2).

Рисунок 1. — Определение крутизны скатов: а — по графику заложений; б — по формуле.

Рисунок 2. — Определение крутизны скатов с помощью циркуля.

Рельефом называется совокупность пространственных форм (неровностей) земной поверхности. Рельеф - один из важнейших элементов географической среды. Он оказывает существенное влияние на перераспределение тепла и влаги, характер миграции химических элементов и, следовательно, на свойства почв и растительности, определяя таким образом ландшафтные особенности территории. С другой стороны, размещение населенных пунктов, путей сообщения, промышленных и энергетических сооружений, а также условия сельскохозяйственного производства (экспозиция склонов, смыв почв, возможность механической обработки земли и др.) во многих случаях обусловливаются характером рельефа земной поверхности. При боевых действиях учет особенностей рельефа необходим для определения возможностей открытого передвижения, маскировки, условий проходимости и т. п.

Способ изображения рельефа на карте . Задача отображения рельефа на картах весьма сложна, поскольку на плоском листе бумаги должны быть показаны объемные, выпуклые и вогнутые формы, их высоты, размеры, крутизна склонов. Изображение рельефа должно быть измеримым.

На топографических картах рельеф изображают с помощью горизонталей, которые дополняются указанием высот характерных точек местности и условными знаками отдельных элементов и форм рельефа.

Горизонталь - это воображаемая линия на физической поверхности Земли, все точки которой имеют одинаковую высоту над уровнем моря, т.е. абсолютная высота вдоль каждой горизонтали постоянна. Если рассечь какую-то форму рельефа горизонтальными плоскостями, как показано на рисунке 30, А, каждая линия сечения будет иметь постоянную высоту; она таким образом является горизонталью.

Рис. 30. Принцип образования горизонталей

Секущие плоскости строят через равные промежутки по высоте, и полученные линии сечения проектируют отвесными лучами на общую плоскость (карту). Так на карте получают изображение рельефа системой горизонталей в виде замкнутых кривых линий (рис. 30, Б). Очертания горизонталей, очевидно, обусловлены внешним обликом форм рельефа, а их количество на данной карте - наибольшей разностью высот на картографируемой территории.

Рис. 31. Элементы ската (А). Отражение элементов ската с помощью горизонталей на карте (Б)

Разность высот двух соседних основных горизонталей называется высотой сечения рельефа . На рисунке 31, А показан разрез участка земной поверхности вертикальной плоскостью. Секущие горизонтальные поверхности проведены через 10 м по высоте и имеют отметки 90, 100, 110, 120 и 130 м. Высота сечения h равна 10 м. Линии сечения земной поверхности горизонтальными плоскостями затем спроектированы на общую горизонтальную поверхность (рис. 31, Б), т.е. карту. Промежутки на карте между двумя соседними горизонталями называются заложением d. Заложение всегда меньше, чем расстояние S между теми же точками на склоне (скате).

Крутизна ската выражается через угол наклона α. При постоянной высоте сечения h изменение крутизны ската влечет изменение заложения: чем больше угол наклона, тем меньше заложение на карте. Связь между элементами ската выражается математически: d = S·cosα ; h = S·sinα ; h = d·tgα ; d = h·tgα.

Величина наклона земной поверхности (крутизна ската) часто характеризуется не через угол α, а уклоном i. Уклон - это отношение величины превышения местности к тому горизонтальному протяжению, на каком оно наблюдается: i =h/d= tgα. Уклон выражается обычно десятичной дробью в тысячных долях (или в процентах). Так, при уклоне дороги, равном 0,015, на отрезке в 1000 м подъем составит 15 м. Уклон железнодорожного полотна на сложных участках показан на специальных табличках, установленных на столбах около дороги.

От высоты сечения зависит детальность изображения рельефа на карте. При редких секущих плоскостях, т.е. при большой высоте сечения ряд особенностей форм земной поверхности не будет отражен. Например, в нижней части склона, показанного на рисунке 31, А, имеются повышения и понижения, которые не изобразились на карте. Поэтому на детальных картах высота сечения берется меньшей, а с уменьшением масштаба высота сечения увеличивается.

На советских топографических картах применяют стандартные высоты сечения рельефа. Например, при картографировании равнинных и всхолмленных территорий приняты следующие высоты сечения: на карте масштаба 1:25 000 - 5 м, 1:50 000 - 10 м, 1:100 000 - 20 м. Горизонтали, имеющие стандартную разность высот, называются основными. Горизонтали проводят сплошными тонкими коричневыми линиями.

Указание о принятой на данной карте высоте сечения дается под линейным масштабом карты в виде фразы «Сплошные горизонтали проведены через…».

Абсолютные высоты отдельных горизонталей, т.е. их отметки, подписываются в специальных разрывах горизонталей. При этом верх цифр направлен в сторону повышения ската. На картах для большей наглядности утолщается каждая пятая горизонталь, высота которой всегда соответствует упятеренной высоте сечения рельефа на данной карте.

На пологих склонах иногда расположены важные детали рельефа (западины, возвышения, уступы), которые при стандартной высоте сечения не отразятся на карте. Пример тому - нижний участок склона между горизонтальными 90 и 100 м на рисунке 31, Л. В этих случаях между основными секущими плоскостями вводят дополнительные и образующиеся при этом горизонтали показывают на карте прерывистыми линиями. Обычно дополнительные сечения проводят посередине между основными и полученные горизонтали называют полугоризонталями. Если и их недостаточно для выявления особенностей рельефа, проводят вспомогательные горизонтали (примерно через четверть высоты сечения), обозначаемые еще более короткими штрихами.

Рис. 32. Изображение рельефа горизонталями: основными (90, 100, 110 м), дополнительной (95 м), вспомогательной (98 м)

Участок склона между основными горизонталями 90 и 100 м на рисунке 31, Б выглядит длинным и пологим, хотя в действительности он осложнен повышением. На увеличенном рисунке того же участка (рис. 32) построены дополнительные секущие плоскости и проведены полугоризонталь 95 м и вспомогательная горизонталь 98 м, которые и отобразили на карте более детально строение ската.

Высотными отметками называются подписи абсолютных высот в метрах высших точек вершин, низших точек впадин, точек на перегибах склонов. Нередко отметки даются для ориентиров (перекрестки дорог, отдельные здания и др.). Абсолютная высота зеркала воды в реке или озере называется урезом воды , ее значение проставляется на береговой линии водных объектов.

Для показа на картах ряда форм рельефа, не выражающихся горизонталями в масштабе карты, применяют условные обозначения. Таковы изображения курганов, скал-останцев, отдельно лежащих камней, оползней, осыпей из песка, камней или щебня, а также оврагов, карстовых воронок, промоин, крутых обрывов и задернованных уступов. Кроме того, знаками синего цвета характеризуются фирновые поля, ледники, ледяные обрывы и другие проявления современного оледенения.

Некоторые из этих знаков сопровождаются количественными показателями. Например, даются высота обрывов, ширина и глубина оврагов в метрах. Искусственные формы рельефа (насыпи, выемки, и др.) показывают на картах знаками черного цвета, изображение природного рельефа дается коричневым цветом.

Основные элементы и формы рельефа . Рельеф земной поверхности слагается скатами (склонами) различной формы и крутизны; схематически выделяют склоны прямые и изогнутые в плане, а также склоны прямые (ровные) и изогнутые в профиле. Их изображения на карте отличаются формой горизонталей и характером чередования заложений разной величины (рис. 33).

Рис. 33. Схематическое изображение горизонталями основных форм склонов

При встрече двух скатов возникают линии перегиба рельефа: водораздельная и водосборная линии, бровка и подошва ската. Водораздельная линия образуется на выпуклой форме рельефа при встрече двух склонов противоположного направления; на ней происходит переход от подъема к спуску. Водосборная линия , или тальвег ,- линия перегиба склонов противоположного направления на вогнутой форме рельефа; на ней происходит переход от спуска к подъему. Бровка - это линия стыка горизонтальной площадки или пологого ската с более крутым скатом. Подошва - это линия перехода от более крутого склона к менее крутому или к горизонтальной площадке. На бровке и подошве изменяется крутизна, а не направление ската. Линии перегиба рельефа в природе обычно бывают изогнутые и наклонные.

Несложные сочетания скатов образуют простые формы рельефа . К ним относятся положительные формы, возвышающиеся над окружающей местностью,- гора (холм), простой хребет (увал), уступ и отрицательные, вогнутые формы - впадина, долина (лощина, балка), прогиб склона.

Гора - куполообразное поднятие с более или менее крутыми склонами, в нижней части окаймляемыми подошвой - линией перехода скатов горы к окружающей местности. Гора, так же как и меньшая форма рельефа - холм, изображается замкнутыми горизонталями с бергштрихами, направленными наружу от них (рис. 34). Впадина образуется более или менее крутыми замкнутыми склонами, идущими вниз от бровки, и заканчивается дном с самой низкой точкой впадины. Небольшие неглубокие впадины называют часто блюдцами, а конусообразные углубления - воронками. Впадина, как и гора, изображается на карте замкнутыми горизонталями, но бергштрихи от горизонталей направлены внутрь впадины (см. рис. 34).

Рис. 34. Изображение форм рельефа участка местности с помощью горизонталей, высотных отметок и условных знаков

Простой хребет образован двумя склонами, идущими вверх от подошвы и смыкающимися по водораздельной линии. На карте хребты изображаются системой вытянутых V-образных горизонталей, выпуклости которых обращены вниз по склону. Долина, так же как лощина и балка, ограничена двумя склонами, идущими вниз от бровок и дающими при смыкании линию тальвега. Это вытянутая, понижающаяся в одном направлении вогнутая форма. По дну долины течет постоянный водоток. Долина (как и лощина) изображается на карте системой V-образных горизонталей, обращенных выпуклостью вверх по склону.

На рисунке 35 представлено перспективное изображение участка речной долины с обозначением ее частей, поперечный разрез долины, а ниже - схематическое изображение горизонталями полосы речной долины вдоль линии профиля. Редкие горизонтали на поверхности террасы сменяются сгущением горизонталей на участке 6-5-4. Склон и горизонтальная площадка, например пойма, образуют перегиб склона (участок 5-4-3); в этом случае после сгущения горизонталей следует их заметное разрежение.

Рис. 35. Участок речной долины

Рассмотренные выше формы не встречаются в природе изолированно, обычно они сочетаются, переходят одна в другую и образуют более сложные комплексы форм. Например, когда в хребет или увал с противоположных сторон врезаются две долины или лощины, на водоразделе образуется прогиб, называемый седловиной, наиболее пониженная точка которой является перевалом.

Итак, изображение рельефа горизонталями позволяет распознать по карте формы и элементы рельефа, а также получить целый ряд его количественных характеристик. С уменьшением масштаба карт уменьшается подробность изображения рельефа, так как увеличиваются высоты сечения, с карты снимаются изображения более мелких форм, рисунок горизонталей все более обобщается (сглаживается) . Для ряда форм рельефа применяют внемасштабные условные знаки. Так происходит обобщение, т.е. генерализация изображения рельефа.